I lavori iniziarono il 12 settembre 1898, e la linea aprì all'esercizio il 1º luglio 1901. La ferrovia divenne nota come linea diretta, in quanto accorciava il percorso tra Berna e Neuchâtel da 63 km (passando per Bienne) a 43.
Il 2 gennaio 1928 iniziarono i lavori (di cui si parlava sin dal 1921) per l'elettrificazione della tratta Bümpliz Nord-Neuchâtel, inaugurata con il cambio d'orario il successivo 14 maggio[1].
La linea, a scartamento normale, è lunga 42,897 km, per due terzi a binario unico[4]. La linea è elettrificata a corrente alternata con la tensione di 15.000 V alla frequenza di 16,7 Hz. Il raggio minimo di curva è di 300 metri, la pendenza massima è del 20 per mille.
Nel 2011 l'Ufficio federale dei trasporti ha autorizzato il raddoppio della linea tra Rosshäusern e Mauss e la costruzione di una nuova galleria a Rosshäusern[5]; la tratta (lunga 3,7 km con un tunnel lungo 1910 metri), è entrata in servizio il 3 settembre 2018[4].
(DE) Albin Beyeler, Die Bern-Neuenburg Bahn (Direkte Linie), in Schweizerische Bauzeitung, n. 1, Zurigo, A. Waldner, 1902, pp. 1-8. URL consultato il 21 febbraio 2019.
(DE) Albin Beyeler, Die Bern-Neuenburg Bahn (Direkte Linie), in Schweizerische Bauzeitung, n. 2, Zurigo, A. Waldner, 1902, pp. 18-21. URL consultato il 21 febbraio 2019.